(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピーク発光波長が６５５ｎｍ以上６７５ｎｍ以下の組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．１，０＜Ｙ≦１）から成る発光層を含むｐｎ接合型の発光部を有する第１の発光ダイオードと、
ピーク発光波長が４２０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の組成式ＧａＸＩｎ１−ＸＮ（０≦Ｘ≦１）の発光層を有する第２の発光ダイオードと、を備え、
１以上の前記第１の発光ダイオードと、１以上の前記第２の発光ダイオードと、が同一のパッケージ内に搭載されることを特徴とする植物育成用の多色発光ダイオードランプであって、
同一電流で、前記多色発光ダイオードランプに搭載された前記１以上の第１の発光ダイオードの光量子束Ｒ［μｍｏｌ・ｓ−１］と前記１以上の第２発光ダイオードの光量子束Ｂ［μｍｏｌ・ｓ−１］とが、Ｒ＞Ｂの関係を満たすことを特徴とする植物育成用の多色発光ダイオードランプ。
【請求項２】
前記第１の発光ダイオードの搭載個数が、前記第２の発光ダイオードの搭載個数より多いことを特徴とする請求項１に記載の植物育成用の多色発光ダイオードランプ。
【請求項３】
隣接する前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとの距離が、１０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の植物育成用の多色発光ダイオードランプ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の植物育成用の多色発光ダイオードランプを２以上備え、
前記植物育成用の多色発光ダイオードランプが略等間隔に配置されるとともに、独立に制御可能とされていることを特徴とする植物育成用照明装置。
【請求項５】
植物の生育面積に応じて前記植物育成用の多色発光ダイオードランプの点灯個数が制御可能とされていることを特徴とする請求項４に記載の植物育成用照明装置。
【請求項６】
前記発光ダイオードランプと植物との距離に応じて、前記植物育成用の多色発光ダイオードランプの光量子束を調整可能とされていることを特徴とする請求項４又は５に記載の植物育成用照明装置。
【請求項７】
前記植物育成用の多色発光ダイオードランプに印加する電流がパルス駆動であり、
植物の生育状態に応じて前記植物育成用の多色発光ダイオードランプの点灯時間を調整可能とされていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の植物育成用照明装置。
【請求項８】
光取り出し面を有する導光板を備え、
前記導光板の側面から取り入れた前記植物育成用の多色発光ダイオードランプの光を、前記光取り出し面から取り出し可能とされていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の植物育成用照明装置。
【請求項９】
植物の生育状態に応じて、請求項４乃至８のいずれか一項に記載の植物育成用照明装置の点灯個数、光量子束、印加電流、パルス駆動時間の１以上を組み合わせて制御することを特徴とする植物育成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成用の多色発光ダイオードランプ、照明装置および植物育成方法に関するものである。 
本願は、２００９年８月７日に、日本に出願された特願２００９−１８４５６９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人工光源による植物育成が研究なされている。特に、単色性に優れており、省エネルギー、長寿命、小型化が可能な発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）による照明を用いた栽培方法が注目されている。【０００３】
これまでの研究結果から、植物育成（光合成）用の光源に適した発光波長として、波長４５０ｎｍ付近の青色光および波長６００〜７００ｎｍ領域の赤色光の効果が確認されている。特に、光合成に対して波長６６０〜６７０ｎｍ付近の赤色光は、反応効率が高く望ましい光源である。【０００４】
植物栽培では、光強度として光合成有効量子束密度が使われる。これは、光合成に有効な可視光領域の光の単位時間・単位面積当たりの光量子数を表す。赤色及び青色は光合成に有効な可視光領域の光である。
植物育成用途の光源の光強度は、光量子の数、すなわち光量子束（μｍｏｌ／ｓ）で評価される。また、照明装置の性能にあたる照射される面の光強度は、照射面の単位面積当たりに入射する光量子束である光量子束密度（μｍｏｌ／ｓ・ｍ２）で評価される。【０００５】
また、赤色と青色との光の強度バランスは、植物の成長に重要な要素であることが解明されている。具体的には、植物により異なるが、多くの植物は、青色の光量子に対して赤色の光量子が数倍（例えば２〜１０倍）程度強いバランスであることが望ましい。【０００６】
従来の発光ダイオードランプに於いては、青色と赤色との光を均等な強度比で植物に照射する為に、複数の赤色のランプと青色のランプとを混合配置する方法、配光特性を工夫する方法、赤と青との発光層を有する発光ダイオードの作成等が検討されている（例えば特許文献１〜３）。【０００７】
ところで、従来の赤色ＬＥＤの発光層にはＡｌｘＧａ１−ｘＡｓが利用されていたが、青色ＬＥＤに対して発光効率が低いために発光効率の向上が望まれていた。また、発光効率の低い赤色ＬＥＤを用いる場合には、植物成長に適した望ましい混色を得るために青色ＬＥＤ１個に対して多数の赤色ＬＥＤが必要になる。このため、赤色と青色とのランプ数が異なるため、青色ＬＥＤの周りに多数の赤色ＬＥＤが点在する配置となり、混色の均一照射が困難であった。また、混色を均一に照射する為には、青色を律速としたブロック単位において、全部のＬＥＤを点灯する必要があった。【０００８】
これに対して、発光効率の高いＬＥＤとしては、燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ；０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる発光層を備えたＬＥＤが知られている。しかしながら、上記発光層を備えたＬＥＤは、Ｇａ０．５Ｉｎ０．５Ｐの組成を有する発光層の波長が最も長く、ピーク波長が６５０ｎｍ付近であり、６５５ｎｍよりも長波長の領域では実用化、高出力化が困難であった。このため、上記発光層を備えたＬＥＤは、植物育成用の光源として適用していないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１０１３１６７号公報
【特許文献２】特開２００１−８６８６０号公報
【特許文献３】特開２００２−２７８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
植物育成用の照明の光源として、植物の育成に合わせて青色と赤色の光を最適なバランスで均一に照射することが重要である。また、省エネルギーの観点からは、効率の悪い光の照射をしないことが望ましい。また、赤色の光量子束は、青色の光量子束より多いことが望ましい。そして、その結果、照射される面の赤色の光量子束密度が、青色の光量子束密度より大きいことが望ましい。この赤と青の光量子束密度の比は、照射面において均一であることが望ましい。従来のＡｌＧａＡｓを発光層とする発光ダイオードは、青色の発光ダイオードに対して、光量子束が少なかった。これにより、最適な植物育成の光源にする為には、多数の赤色発光ダイオードに青色発光ダイオードを少数点在させる状態となるため、青色と赤色とを均一に照射することが困難であった。例えば、特許文献２に記載されたように、ランプの指向特性と配置とを最適化した技術が考案されている。光やスペースを効率的に利用する為に、光源と植物との距離を近づけることが望ましいが、特許文献２に記載された技術では、青色と赤色とを均一に照射することが困難であるという問題があった。また、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを個別にパッケージする必要があった。【００１１】
一方、省エネ、コスト面から、発光効率の高い赤色ＬＥＤを用いて使用電力及びＬＥＤの使用数量を削減する必要がある。特に、植物育成用ＬＥＤ照明の実用化の為には、使用電力の低減、コンパクト化、コストダウンが強く望まれており、従来の６６０ｎｍの波長帯の発光ダイオードであるＡｌＧａＡｓ系のＬＥＤに対して、高出力化・高効率化の発光特性向上が望まれていた。【００１２】
また、近年の研究により、植物育成用の照明は、光を照射後、光合成の反応時間中に消灯することによって省エネルギー化が可能であることが確認された。点灯方法については、高速パルス方式、交流を利用して使用電力を削減することも検討されており、応答速度の速い発光ダイオードの利点を生かせる。しかし、青色と赤色の光を植物に均一照射するには、青色ＬＥＤが点在するような照明装置では、ランプは赤、青、個別パッケージであり、ランプの数、配置も不規則である為、点灯時間、電流を最適に制御するため、複雑な点灯回路が必要になり高度な技術と高価な点灯装置による高コストという課題がある。また、省スペース化ができない課題もあった。【００１３】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、高出力・高効率であって複雑な点灯回路が不要であり、光源と植物との距離を近づけた場合でも青色と赤色の光を最適なバランスで均一に照射することが可能な植物育成用の多色発光ダイオードランプ、照明装置および植物育成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明者は、前記課題を解決する為に鋭意検討した結果、植物育成用では、従来、実用化されていない同一パッケージ内に青色及び赤色の発光素子を同時に搭載することで、均一な混色が得られることに着目した。そして、青色の発光ダイオードと同等以上の光量子束を有する赤色発光ダイオードを採用することで、青色と赤色発光ダイオードを同一パッケージに搭載可能であることを見出した。また、発光効率の高い赤色ＬＥＤとして、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）から成る植物育成用途に適する６６０ｎｍの発光層を検討した結果、青色と同等以上の光量が得られることを見出し、この赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを小サイズの同一パッケージに同時に搭載することを考案した。【００１５】
なお、ＡｌＧａＩｎＰ系の発光層を有する発光ダイオードは、６６０ｎｍの波長域において、ＡｌＧａＡｓ発光層のＬＥＤに対して３倍以上の発光出力が確認された。したがって、この発光ダイオードを用い、植物育成に適した多色発光ダイオードランプ（パッケージ）を発明した。更に、小型パッケージ内で、均一な青と赤の混色が発光することから、パッケージを独立に制御することが可能な省エネルギーに適した照明装置および植物育成方法を発見した。【００１６】
すなわち、本発明は以下に関する。
［１］  ピーク発光波長が６５５ｎｍ以上６７５ｎｍ以下の組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．１，０＜Ｙ≦１）から成る発光層を含むｐｎ接合型の発光部を有する第１の発光ダイオードと、ピーク発光波長が４２０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の組成式ＧａＸＩｎ１−ＸＮ（０≦Ｘ≦１）の発光層を有する第２の発光ダイオードと、を備え、１以上の前記第１の発光ダイオードと、１以上の前記第２の発光ダイオードと、が同一のパッケージ内に搭載される植物育成用の多色発光ダイオードランプであって、
同一電流で、前記植物育成用の多色発光ダイオードランプに搭載された前記１以上の第１の発光ダイオードの光量子束Ｒ［μｍｏｌ・ｓ−１］と前記１以上の第２発光ダイオードの光量子束Ｂ［μｍｏｌ・ｓ−１］とが、Ｒ＞Ｂの関係を満たすことを特徴とする植物育成用の多色発光ダイオードランプ。
［２］  前記第１の発光ダイオードの搭載個数が、前記第２の発光ダイオードの搭載個数より多いことを特徴とする前項１に記載の植物育成用の多色発光ダイオードランプ。
［３］  隣接する前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとの距離が、１０ｍｍ以内であることを特徴とする前項１又は２に記載の植物育成用の多色発光ダイオードランプ。【００１７】
［４］  前項１乃至３のいずれか一項に記載の植物育成用の多色発光ダイオードランプを２以上備え、前記植物育成用の多色発光ダイオードランプが略等間隔に配置されるとともに、独立に制御可能とされていることを特徴とする植物育成用照明装置。
［５］  植物の生育面積に応じて前記植物育成用の多色発光ダイオードランプの点灯個数が制御可能とされていることを特徴とする前項４に記載の植物育成用照明装置。
［６］  前記植物育成用の多色発光ダイオードランプと植物との距離に応じて、前記植物育成用の多色発光ダイオードランプの光量子束を調整可能とされていることを特徴とする前項４又は５に記載の植物育成用照明装置。
［７］  前記植物育成用の多色発光ダイオードランプに印加する電流がパルス駆動であり、植物の生育状態に応じて前記植物育成用の多色発光ダイオードランプの点灯時間を調整可能とされていることを特徴とする前項４乃至６のいずれか一項に記載の植物育成用照明装置。
［８］  光取り出し面を有する導光板を備え、前記導光板の側面から取り入れた前記植物育成用の多色発光ダイオードランプの光を、前記光取り出し面から取り出し可能とされていることを特徴とする前項４乃至７のいずれか一項に記載の植物育成用照明装置。【００１８】
［９］  植物の生育状態に応じて、前項４乃至８のいずれか一項に記載の植物育成用照明装置の点灯個数、光量子束、印加電流、パルス駆動時間の１以上を組み合わせて制御することを特徴とする植物育成方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の植物育成用の多色発光ダイオードランプによれば、ピーク発光波長が６５５ｎｍ以上６７５ｎｍ以下の第１の発光ダイオード（赤色）と、ピーク発光波長が４２０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の第２の発光ダイオード（青色）とが同一のパッケージ内にそれぞれ１以上搭載される構成となっている。これにより、点灯回路の簡素化が可能となるため、高出力・高効率であって低コストの植物育成用光源を提供することができる。【００２０】
また、同一電流で、本発明の植物育成用の多色発光ダイオードランプに搭載された第１の発光ダイオードの光量子束Ｒと第２発光ダイオードの光量子束Ｂとが、Ｒ＞Ｂの関係を満たすように構成されているため、植物の育成に好適な赤色と青色との強度比を維持したまま均一に照射することができる。【００２１】
また、本発明の植物育成用照明装置によれば、植物育成用の多色発光ダイオードランプが用いられているため、個々の多色発光ダイオードから直物の育成に最適な混色の光を供給することができる。これにより、照明装置の照射面の中心部と周辺部とにおいて、赤色と青色とのバランスを維持することができる。したがって、植物の育成に好適な赤色と青色との強度比を維持したまま均一に照射することができる。また、上記を多色発光ダイオードが略等間隔に配置されるとともに、独立に制御することができるため、多方向から光を供給できる照明装置の設計が容易となる。【００２２】
また、植物の生育面積に応じて上記多色発光ダイオードランプの点灯個数を調整することができるとともに、上記多色発光ダイオードランプと植物との距離に応じて上記多色発光ダイオードランプの光量子束を調整することができるため、低消費電力化を図ることができる。【００２３】
さらに、多色発光ダイオードランプに印加する電流をパルス駆動とした構成では、植物の生育状態に応じて多色発光ダイオードランプの点灯時間を制御することができるため、低消費電力化を図ることができる。【００２４】
更にまた、本発明の植物育成用照明装置によれば、パッケージ内で混色される上記多色発光ダイオードランプを用いているため、導光板を利用して均一発光の光源とすることができる。また、上記多色発光ダイオードランプは、多色発光が可能であるため、導光板の側面から取り入れた多色発光ダイオードランプの光を、光取り出し面から取り出すエッジ型バックライト構造の照明装置とすることができる。【００２５】
本発明の植物育成方法によれば、上記植物育成用照明装置の点灯個数、光量子束、印加電流、パルス駆動時間を組み合わせて制御することができる。これにより、植物の生育状態に応じて、青色と赤色の光を最適なバランスで均一に照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態である植物育成用の多色発光ダイオードランプを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中に示すＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図２】本発明の一実施形態である植物育成用の多色発光ダイオードランプに用いる赤色発光ダイオードを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中に示すＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図３】本発明の一実施形態である植物育成用の多色発光ダイオードランプに用いる青色発光ダイオードを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中に示すＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【図４】本発明の一実施形態である植物育成用照明装置を示す断面模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態である発光ダイオードランプを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中に示すＤ−Ｄ’線に沿った断面図、（ｃ）は回路図である。
【図６】本発明の第３実施形態である発光ダイオードランプを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中に示すＥ−Ｅ’線に沿った断面図、（ｃ）は回路図である。
【図７】本発明の第４実施形態である発光ダイオードランプを説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中に示すＦ−Ｆ’線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態である発光ダイオードランプを説明するための平面図である。
【図９】本発明の第６実施形態である発光ダイオードランプを説明するための平面図である。
【図１０】従来の混色光源を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中に示すＧ−Ｇ’線に沿った断面図である。
【図１１】従来の植物育成用照明装置を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を適用した一実施形態である植物育成用の多色発光ダイオード及びこれを用いた植物育成用照明装置について、植物育成方法とともに図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２８】
＜第１の実施形態＞
本発明を適用した一実施形態である植物育成用の多色発光ダイオードランプ（以下、単に「発光ダイオードランプ」と記す）の構成について説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態の発光ダイオードランプ１０は、マウント基板１１の表面に３つの発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａがそれぞれ独立して搭載されて概略構成されている。より具体的には、発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ（第１の発光ダイオード）は、ピーク発光波長が６５５ｎｍ以上６７５ｎｍ以下の赤色発光ダイオードであり、発光ダイオード３０Ａ（第２の発光ダイオード）は、ピーク発光波長が４２０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色発光ダイオードである。
【００２９】
（赤色発光ダイオード）
ここで、本実施形態に用いる第１の発光ダイオードである赤色発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂの構成について説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本実施形態に用いる赤色発光ダイオード２０（２０Ａ，２０Ｂ）を説明するための図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中に示すＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、赤色発光ダイオード２０は、化合物半導体層２１と機能性基板２２とが接合された発光ダイオードである。そして、赤色発光ダイオード２０は、主たる光取り出し面に設けられたｎ型オーミック電極２３及びｐ型オーミック電極２４を備えて概略構成されている。なお、本実施形態における主たる光取り出し面とは、化合物半導体層２１において、機能性基板２２を貼り付けた面の反対側の面である。
【００３０】
化合物半導体層２２は、ピーク発光波長が６５５ｎｍ以上６７５ｎｍ以下であるｐｎ接合型の発光部２５と、素子駆動電流を発光部の全般に平面的に拡散させるための電流拡散層２６とが順次積層された構造を有している。
【００３１】
発光部２５は、図２（ｂ）に示すように、電流拡散層２６上に、少なくともｐ型の下部クラッド層２５Ａ、発光層２５Ｂ、ｎ型の上部クラッド層２５Ｃが順次積層されて構成されている。すなわち、発光部２５は、放射再結合をもたらすキャリア（担体；ｃａｒｒｉｅｒ）及び発光を発光層２５Ｂに「閉じ込める」ために、発光層２５Ｂの下側及び上側に対峙して配置した下部クラッド（ｃｌａｄ）層２５Ａ及び上部クラッド層２５Ｃを含む、所謂、ダブルヘテロ（英略称：ＤＨ）構造とすることが高強度の発光を得る上で好ましい。
【００３２】
発光層２５Ｂは、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体層から構成されている。この発光層２５Ｂは、ダブルヘテロ構造、単一（ｓｉｎｇｌｅ）量子井戸（英略称：ＳＱＷ）構造、あるいは多重（ｍｕｌｔｉ）量子井戸（英略称：ＭＱＷ）構造のどちらであっても良いが、単色性に優れる発光を得るためにはＭＱＷ構造とすることが好ましい。
【００３３】
発光層２５Ｂの層厚は、０．０２〜２μｍの範囲であることが好ましい。また、発光層２５Ｂの伝導型は特に限定されるものではなく、アンドープ、ｐ型及びｎ型のいずれも選択することができる。発光効率を高めるには、結晶性が良好なアンドープ又は３×１０１７ｃｍ−３未満のキャリア濃度とすることが望ましい。
【００３４】
組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．１，０＜Ｙ≦１）からなる発光層２５Ｂを有する発光ダイオード１は、従来のＡｌＧａＡｓ系の発光ダイオードと比較して高出力であり、６５５ｎｍ以上６７５ｎｍ以下の波長域は植物育成の光合成の促進に使用する照明（発光ダイオードランプや照明装置）として好適に用いることができる。
【００３５】
下部クラッド層２５Ａ及び上部クラッド層２５Ｃは、図２（ｂ）に示すように、発光層２５Ｂの下面及び上面にそれぞれ設けられている。下部クラッド層２５Ａと上部クラッド層２５Ｃとは、極性が異なるように構成されている。また、下部クラッド層２５Ａ及び上部クラッド層２５Ｃのキャリア濃度及び厚さは、公知の好適な範囲を用いることができ、発光層２５Ｂの発光効率が高まるように条件を最適化することが好ましい。
【００３６】
具体的に、下部クラッド層２５Ａとしては、例えば、Ｍｇをドープしたｐ型の（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体材料を用いることが望ましい。また、キャリア濃度は２×１０１７〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲が好ましく、層厚は０．５〜５μｍの範囲が好ましい。
【００３７】
一方、上部クラッド層２５Ｃとしては、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型の（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体材料を用いることが望ましい。また、キャリア濃度は１×１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３の範囲が好ましく、層厚は０．５〜２μｍの範囲が好ましい。なお、下部クラッド層２５Ａ及び上部クラッド層２５Ｃの極性は、化合物半導体層２１の素子構造を考慮して適宜選択することができる。
【００３８】
また、下部クラッド層２５Ａと発光層２５Ｂとの間、発光層２５Ｂと上部クラッド層２５Ｃとの間及び下部クラッド層２５Ａと電流拡散層２６との間に、両層間におけるバンド（ｂａｎｄ）不連続性を緩やかに変化させるための中間層を設けても良い。この場合、各中間層は、上記両層の中間の禁止帯幅を有する半導体材料からそれぞれ構成することが好ましい。
【００３９】
また、発光部２５の構成層の上方には、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極の接触抵抗を下げるためのコンタクト層、素子駆動電流の通流する領域を制限するための電流阻止層や電流狭窄層など公知の層構造を設けることができる。
【００４０】
電流拡散層２６は、図２（ｂ）に示すように、素子駆動電流を発光部２５の全般に平面的に拡散させるために、発光部２５の下方に設けられている。これにより、赤色発光ダイオード２０は、発光部２５から均一に発光することができる。
【００４１】
電流拡散層２６としては、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．７、０≦Ｙ≦１）の組成を有する材料を適用することができる。電流拡散層２６としては、Ａｌを含まないＧａＰを用いることが最も好ましい。
【００４２】
機能性基板２２は、図２（ｂ）に示すように、化合物半導体層２１を構成する電流拡散層２６側に接合されている。この機能性基板２２は、発光部２５を機械的に支持するのに充分な強度を有し、且つ、発光部２５から出射される発光を透過できる禁止帯幅が広く、発光層２５Ｂからの発光波長に対して光学的に透明な材料から構成する。例えば、燐化ガリウム（ＧａＰ）、砒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶体、硫化亜鉛（ＺｎＳ）やセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶体、或いは六方晶或いは立方晶の炭化珪素（ＳｉＣ）等のＩＶ族半導体結晶体、ガラス、サファイアなど絶縁基板から構成することができる。
一方、接合面に反射率の高い表面を有する機能性基板も選択できる。例えば、表面に銀、金、銅、アルミニウムなどである金属基板または合金基板や、半導体に金属ミラー構造を形成した複合基板なども選択できる。接合による歪の影響がない歪調整層と同じ材質から選択することが、最も望ましい。
【００４３】
機能性基板２２は、発光部２５を機械的に充分な強度で支持するために、例えば約５０μｍ以上の厚みとすることが好ましい。また、化合物半導体層２１へ接合した後に機能性基板２２への機械的な加工を施し易くするため、約３００μｍの厚さを超えないものとすることが好ましい。
【００４４】
また、図２（ｂ）に示すように、機能性基板２２の側面は、化合物半導体層２１に近い側において主たる光取り出し面に対して略垂直である垂直面２２ａとされており、化合物半導体層２１に遠い側において主たる光取り出し面に対して内側に傾斜した傾斜面２２ｂとされている。これにより、発光層２５Ｂから機能性基板２２側に放出された光を効率よく外部に取り出すことができる。また、発光層２５Ｂから機能性基板２２側に放出された光のうち、一部は垂直面２２ａで反射され傾斜面２２ｂで取り出すことができる。一方、傾斜面２２ｂで反射された光は垂直面２２ａで取り出すことができる。このように、垂直面２２ａと傾斜面２２ｂとの相乗効果により、光の取り出し効率を高めることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、傾斜面２２ｂと発光面に平行な面とのなす角度αを、５５度〜８０度の範囲内とすることが好ましい。このような範囲とすることで、機能性基板２２の底部で反射された光を効率よく外部に取り出すことができる。
また、垂直面２２ａの幅（厚さ方向）を、３０μｍ〜１００μｍの範囲内とすることが好ましい。垂直面２２ａの幅を上記範囲内にすることで、機能性基板２２の底部で反射された光を垂直面２２ａにおいて効率よく発光面に戻すことができ、さらには、主たる光取り出し面から放出させることが可能となる。このため、赤色発光ダイオード２０の発光効率を高めることができる。
【００４６】
また、機能性基板２２の傾斜面２２ｂは、粗面化されることが好ましい。傾斜面２２ｂが粗面化されることにより、この傾斜面２２ｂでの光取り出し効率を上げる効果が得られる。すなわち、傾斜面２２ｂを粗面化することにより、傾斜面２２ｂでの全反射を抑制して、光取り出し効率を上げることができる。
【００４７】
化合物半導体層２１と機能性基板２２との接合界面は、高抵抗層となる場合がある。すなわち、化合物半導体層２１と機能性基板２２との間には、図示略の高抵抗層が設けられている場合がある。この高抵抗層は、機能性基板２２よりも高い抵抗値を示し、高抵抗層が設けられている場合には化合物半導体層２１の電流拡散層２６側から機能性基板２２側への逆方向の電流を低減する機能を有している。また、機能性基板２２側から電流拡散層２６側へと不用意に印加される逆方向の電圧に対して耐電圧性を発揮する接合構造を構成しているが、その降伏電圧は、ｐｎ接合型の発光部２５の逆方向電圧より低値となる様に構成することが好ましい。
【００４８】
ｎ型オーミック電極２３およびｐ型オーミック電極２４は、赤色発光ダイオード２０の主たる光取り出し面に設けられた低抵抗のオーミック接触電極である。ここで、ｎ型オーミック電極２３は、上部クラッド層２５Ｃの上方に設けられており、例えば、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金／Ａｕからなる合金を用いることができる。一方、ｐ型オーミック電極２４は、図２（ｂ）に示すように、露出させた電流拡散層２６の表面にＡｕＢｅ／Ａｕからなる合金を用いることができる。
【００４９】
ここで、本実施形態の赤色発光ダイオード２０では、作動電圧を下げて高効率化を図るために、ｐ型オーミック電極２４を、電流拡散層２６上に形成することが好ましい。このような構成とすることにより、効果が得られる。
【００５０】
また、赤色発光ダイオード２０では、図２（ａ）に示すように、ｎ型オーミック電極２３とｐ型オーミック電極２４とが対角の位置となるように配置することが好ましい。また、ｐ型オーミック電極２４の周囲を、化合物半導体層２１で囲んだ構成とすることが最も好ましい。このような構成とすることにより、作動電圧を下げる効果が得られる。また、ｐ型オーミック電極２４の四方をｎ型オーミック電極２３で囲むことにより、電流が四方に流れやすくなり、その結果作動電圧が低下する。
【００５１】
また、赤色発光ダイオード２０では、図２（ａ）に示すように、ｎ型オーミック電極２３を、ハニカム、格子形状など網目とすることが好ましい。このような構成とすることにより、信頼性を向上させる効果が得られる。また、格子状とすることにより、発光層２５Ｂに均一に電流を注入することができ、その結果、信頼性を向上させる効果が得られる。なお、本実施形態の赤色発光ダイオード２０では、ｎ型オーミック電極２３を、パッド形状の電極（パッド電極）と幅１０μｍ以下の線状の電極（線状電極）とで構成することが好ましい。このような構成とすることにより、高輝度化をはかることができる。さらに、線状電極の幅を狭くすることにより、光取り出し面の開口面積を上げることができ、高輝度化を達成することができる。
【００５２】
なお、機能性基板２２の底面には、図２（ｂ）に示すように、接続層２７が設けられていることが好ましい。この接続層２７としては、例えば反射層、バリア層、接続層からなる積層構造体を用いることができる。上記反射層としては、反射率の高い金属、例えば、銀、金、アルミニウム、白金およびこれらの金属の合金を用いることができる。また、機能性基板３と反射層との間に、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明導電膜からなる酸化膜を設けることができる。また、バリア層としては、例えば、タングステン、モリブデン、チタン、白金、クロム、タンタル等の高融点金属を用いることができる。また、接続層としては、例えば、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ，ＡｕＳｉ等の低融点の共晶金属を用いることができる。
【００５３】
（青色発光ダイオード）
次に、本実施形態に用いる第２の発光ダイオードである青色発光ダイオード３０Ａの構成について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本実施形態に用いる青色発光ダイオード３０（３０Ａ）を説明するための図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中に示すＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、青色発光ダイオード３０は、基板３１上に、ｎ型半導体層３２、発光層３３及びｐ型半導体層３４が順次積層されてなる半導体層３５が形成され、ｐ型半導体層３４上に、図示略の透明導電膜が形成され、概略構成されている。また、基板３１上には、図示略のバッファ層及び下地層が順次形成されており、下地層上に半導体層３５を構成するｎ型半導体層３２が積層されている。また、透明導電膜上には正極３６が設けられるとともに、半導体層３５の一部が除去されて露出したｎ型半導体層３２の露出領域に負極３７が設けられている。
【００５４】
本実施形態の青色発光ダイオード３０において基板３１に用いることができる材料としては、ＩＩＩ族窒化物半導体結晶等が表面にエピタキシャル成長される基板材料であれば特に限定されず、各種材料を選択して用いることができる。例えば、サファイア、ＳｉＣ、シリコン等が基板３１の材料として挙げられる。また、上記各基板材料の中でも、特に、サファイアを用いることが好ましく、また、サファイアからなる基板３１のｃ面からなる主面上に、詳細を後述するバッファ層が形成されていることがより好ましい。
【００５５】
バッファ層は、基板３１とＩＩＩ族窒化物半導体からなる層との間の格子定数の違いを整合する層として設けられ、例えば、単結晶のＡｌＧａＮやＡｌＮ等のＩＩＩ族窒化物からなる。このようなバッファ層を備えることにより、その上に成膜されるＩＩＩ族窒化物半導体は、良好な配向性及び結晶性を持つ結晶膜となる。
【００５６】
バッファ層上に設けられる下地層、ｎ型半導体層３２、発光層３３、及びｐ型半導体層３４の各層は、例えば、ＩＩＩ族窒化物系半導体からなり、組成式ＧａＸＩｎ１−ＸＮ（０≦Ｘ≦１）で表わされる窒化ガリウム系化合物半導体を何ら制限なく用いることができる。
【００５７】
下地層としては、例えば、Ｇａを含むＩＩＩ族窒化物化合物、即ちＧａＮ系化合物半導体が用いられ、特に、単結晶のＧａＮを好適に用いることができる。
【００５８】
ｎ型半導体層３２は、図示略のｎ型コンタクト層及びｎ型クラッド層が順次積層されてなる。ｎ型コンタクト層としては、例えば、下地層と同様にＧａＸＩｎ１−ＸＮ（０≦Ｘ≦１）を用いることができ、また、Ｓｉ、Ｇｅ又はＳｎ等のｎ型不純物がドープされていることが好ましい。また、ｎ型クラッド層としては、例えば、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ等により成膜することが可能であり、また、これらの構造のヘテロ接合や複数回積層した超格子構造とすることもできる。
【００５９】
発光層３３は、ｎ型半導体層３２上に積層されるとともにｐ型半導体層３４がその上に積層される活性層であり、例えば、図示略の障壁層と井戸層とが交互に積層され、ｎ型半導体層３２側及びｐ型半導体層３４側に障壁層が配される順で積層されてなる。障壁層としては、例えば、インジウムを含有した窒化ガリウム系化合物半導体からなる井戸層よりもバンドギャップエネルギーが大きいＡｌｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ＜０．３）等の窒化ガリウム系化合物半導体を、好適に用いることができる。また、井戸層には、インジウムを含有する窒化ガリウム系化合物半導体として、例えば、Ｇａ１−ｓＩｎｓＮ（０＜ｓ＜０．４）等の窒化ガリウムインジウムを用いることができる。
【００６０】
ｐ型半導体層３４は、発光層３３上に形成され、通常、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層が順次積層された構成とされる（図示略）。ｐ型クラッド層としては、詳細を後述する発光層３３のバンドギャップエネルギーより大きくなる組成で、発光層３３へのキャリアの閉じ込めができる材料を用いることが好ましく、例えば、ＡｌｄＧａ１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４、好ましくは０．１≦ｄ≦０．３）なる組成のものが好ましい。また、ｐ型クラッド層としては、少なくともＡｌｅＧａ１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５、好ましくは０≦ｅ≦０．２、より好ましくは０≦ｅ≦０．１）を含んでなる材料から構成することが好ましい。このように、ｐ型クラッド層のＡｌ組成が上記範囲だと、良好な結晶性の維持及びその上の透明導電膜との良好なオーミック接触の点で好ましい。また、上記組成からなるｐ型半導体層３４は、Ｍｇ等のｐ型不純物がドープされた構成とすることが好ましい。
【００６１】
透明導電膜は、ｐ型コンタクト層上に設けられる透光性のｐ型電極である。
透明導電膜としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３）、ＩＺＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３）から選ばれる少なくとも一種類を含んだ材料を、この技術分野でよく知られた慣用の手段で設けることができる。また、透明導電膜の構造も、従来公知の構造を含めて如何なる構造のものも何ら制限なく用いることができる。また、透明導電膜は、ｐ型コンタクト層上のほぼ全面を覆うように形成しても構わないし、隙間を開けて格子状や樹形状に形成しても良い。また、透明導電膜を成膜した後に、合金化や透明化を目的とした熱処理を施しても良いし、施さなくても構わない。
【００６２】
正極３６は、透明導電膜上に形成される電極である。正極３６としては、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ及びＣｕ等を用いた各種構造が周知であり、これら周知の材料、構造のものを何ら制限無く用いることができる。
【００６３】
負極３７は、ｎ型半導体層３２のｎ型コンタクト層４ｂに接するように形成される電極である。負極３７を設ける際は、ｐ型半導体層３４、発光層３３及びｎ型半導体層３２の一部を除去してｎ型コンタクト層４ｂの露出領域を形成し、この上に負極３７を形成する。負極３７の材料としては、各種組成および構造の負極が周知であり、これら周知の負極を何ら制限無く用いることができる。
【００６４】
なお、基板３１の底面には、図３（ｂ）に示すように、接続層３８が設けられていることが好ましい。この接続層３８としては、例えば反射層、バリア層、接続層からなる積層構造体を用いることができる。上記反射層としては、反射率の高い金属、例えば、銀、金、アルミニウム、白金およびこれらの金属の合金を用いることができる。また、基板３１と反射層との間に、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明導電膜からなる酸化膜を設けることができる。また、バリア層としては、例えば、タングステン、モリブデン、チタン、白金、クロム、タンタル等の高融点金属を用いることができる。また、接続層としては、例えば、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ，ＡｕＳｉ等の低融点の共晶金属を用いることができる。
【００６５】
（多色発光ダイオードランプ）
次に、本実施形態の発光ダイオードランプ１０の構成について説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態の発光ダイオードランプ１０は、マウント基板１１の表面に３つの発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａがそれぞれ独立して搭載されて概略構成されている。また、マウント基板１１の表面には、複数のｎ電極端子１２及びｐ電極端子１３が設けられており、赤色発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂは、マウント基板１１のｐ電極端子１３上に接続層２７あるいは銀（Ａｇ）ペーストで固定、支持（マウント）されている。そして、赤色発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂのｎ型オーミック電極２３とマウント基板１１のｎ電極端子１２とが金線１５を用いてそれぞれ接続されており（ワイヤボンディング）、ｐ型オーミック電極２４とマウント基板１１のｐ電極端子１３とが金線１５を用いてそれぞれ接続されている。
【００６６】
同様に、青色発光ダイオード３０Ａは、ｐ電極端子１３上に接続層３８あるいは銀（Ａｇ）ペーストで固定、支持（マウント）されている。そして、青色発光ダイオード３０Ａの負極３７とマウント基板１１のｎ電極端子１２とが金線１５を用いて接続されており、正極３６とマウント基板１１のｐ電極端子１３とが金線１５を用いて接続されている。
なお、３つの発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａがそれぞれ独立して搭載されるとは、すなわち、３つの発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａが電気的に並列となるように搭載されることをいう。
【００６７】
マウント基板１１の表面には、これらの発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａの周囲を覆うように、反射壁１４が立設されている。この反射壁１４の内側であってマウント基板１１の上方の空間には、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等の一般的な封止材１６が充填される。これにより、発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａがパッケージ内に封止される。このようにして、本実施形態の発光ダイオードランプ１０は、赤・青色の発光ダイオードが同一のパッケージ内に搭載される構成となっている。
【００６８】
次に、上記発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａを用いた発光ダイオードランプ１０の製造方法、すなわち、発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａの実装方法について説明する。
先ず、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、マウント基板１１の表面に所定の数量の赤色発光ダイオード２０（２０Ａ，２０Ｂ）を実装する。赤色発光ダイオード２０の実装は、先ず、マウント基板１１と赤色発光ダイオード２０との位置合せを行い、マウント基板１１の表面の所定の位置に赤色発光ダイオード２０を配置する。次に、赤色発光ダイオード２０の底面に設けた接続層２７により、マウント基板１１の表面にダイボンドする。次に、赤色発光ダイオード２０のｎ型オーミック電極２３とマウント基板１１のｎ電極端子１２とを金線１５を用いて接続する（ワイヤボンディング）。次に、赤色発光ダイオード２０のｐ型オーミック電極２４とマウント基板１１のｐ電極端子１３とを金線１５を用いて接続する。
次に、マウント基板１１の表面に所定の数量の青色発光ダイオード３０（３０Ａ）を実装する。青色発光ダイオード３０の実装は、先ず、マウント基板１１と青色発光ダイオード３０との位置合せを行い、マウント基板１１の表面の所定の位置に青色発光ダイオード３０を配置する。次に、青色発光ダイオード３０の底面に設けた接続層３８により、マウント基板１１の表面にダイボンドする。次に、青色発光ダイオード３０の負極３７とマウント基板１１のｎ電極端子１２とを金線１５を用いて接続する。次に、青色発光ダイオード３０の正極３６とマウント基板１１のｐ電極端子１３とを金線１５を用いて接続する。
最後に、マウント基板１１の発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａが実装された表面を、封止材１６によって封止する。このようにして、本実施形態の発光ダイオードランプ１０を製造する。
【００６９】
以上のような構成を有する発光ダイオードランプ１０を発光させた場合について説明する。図１（ｂ）に示すように、各発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａの発光部からの上側への発光は、主たる光取り出し面からの発光である。したがって、発光ダイオードランプ１０の外側へ直接取り出すことができる。また、各発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａの発光部からの下側への発光は、発光ダイオードランプ１０の外側へは直接取り出すことができない。ここで、発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａに反射層２７，３８が設けられている場合は、各発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａの内部光を反射層２７，３８が反射するため、発光ダイオードランプ１０の外側へ効率よく取り出すことができる。また、各発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａの発光部からの周方向への発光は、発光ダイオードランプ１０の外側に直接取り出すことができないが、マウント基板１１の表面に反射壁１４によって上側へ反射することができる。このように、発光ダイオードランプ１０は、光取り出し効率が向上されて、高輝度な発光ダイオードランプである。
【００７０】
一般的に、ＬＥＤ光源を植物育成に用いた場合には、特定の波長を照射できる、発熱が少ない、コンパクトである等の多くの利点がある。また、近年の植物育成に関する研究では、ピーク波長６６０ｎｍ付近の赤色と、ピーク波長４６０ｎｍ付近の青色との混色を照射することが植物育成には望ましいことが報告されている。
【００７１】
ここで、赤色及び青色の混色を照射する場合、ＬＥＤ光源の１個当たりの、同一電流での赤色の光量子束（Ｒ）と青色の光量子束（Ｂ）との比率は、植物育成に及ぼす影響が大きく、重要なパラメータである。そして、植物の種類にもよるが、Ｒが多い方が、望ましい結果が見出されていている。
【００７２】
すなわち、本実施形態の発光ダイオードランプ１０は、赤色発光ダイオード２０（２０Ａと２０Ｂの総量）の電流２０ｍＡ当たりの光量子束Ｒ＝０．２［μｍｏｌ・ｓ−１］と、青色発光ダイオード３０（３０Ａ）の電流２０ｍＡ当たりの光量子束Ｂ＝０．０６［μｍｏｌ・ｓ−１］とが、Ｒ＞Ｂの関係を満たす光源であることが望ましい。特に、青色の光量子束Ｂに対する赤色の光量子束Ｒの比（Ｒ／Ｂ比）の値が２〜１０倍であることが好ましい。
【００７３】
ここで、光量子束Ｒ及び光量子束Ｂ［μｍｏｌ・ｓ−１］は、発光ダイオードランプから放射される光を集め計測することにより算出できる。
また、光量子束密度［μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１］は、例えば、光源との距離を０．２ｍ、光源からの方向を正面として、光量子計を用いて測定する。
なお、上記光量子束密度は、植物育成一般の光強度の指標として用いられるものである。蛍光灯などの白色光源において、１５０μｍｏｌ／ｓ・ｍ２以上が望ましい。本発明のＬＥＤ光源の場合は、植物の光合成の効率が悪い緑色を中心とした色成分を含まないため、少ない光量子で植物育成可能であり、１００μｍｏｌ／ｓ・ｍ２以上あれば、望ましい範囲と推定される。
【００７４】
したがって、本実施形態の発光ダイオードランプ１０では、パッケージ内の赤色発光ダイオード２０の搭載個数は、青色発光ダイオード３０の搭載個数よりも多くする必要が生じる。しかしながら、本実施形態の発光ダイオードランプ１０は、赤色発光ダイオード２０及び青色発光ダイオード３０の搭載個数を簡単に変更できるため、所望の上記Ｒ／Ｂ比となるような発光ダイオードランプを容易に提供することができる。
【００７５】
ところで、従来のＬＥＤ光源では、ＡｌＧａＡｓ系の発光層を用いた赤色発光ダイオードが使用されていたため、ＧａＩｎＮ系の青色発光ダイオードに対して光量子束が不足していた。このため、上記Ｒ／Ｂ＞１の関係を満足する為には、青色発光ダイオード１個に対して、赤色発光ダイオードが６個以上必要となるため、１つの発光ダイオードランプのパッケージ内に多数のＬＥＤを搭載することが困難であるという問題があった。
【００７６】
そこで、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、従来の混色光源１１０では、６０ｍｍ角のプリント基板１１１の表面上に、砲弾型（φ５ｍｍ）の赤色発光ダイオードランプ１２０及び青色発光ダイオードランプ１３０がそれぞれ個別に２０ｍｍ間隔で配置されて構成されていた。
【００７７】
そして、上記Ｒ／Ｂ＞１の関係を満足させるためには、例えば、図１０（ａ）に示すように８個の赤色発光ダイオードランプ１２０及び１個の青色発光ダイオードランプ１３０の合計９個が搭載されたユニット光源となる。このため、ランプの作製コストの上昇や光源のサイズの大型化を引き起こすという問題があった。特に、赤色光源と青色光源との距離が少なくとも１０ｍｍ以上も離れてしまうため、被照射体である植物に近接した状況で使用すると、均一性の良好な混色（Ｒ／Ｂ）を維持することが困難であるという問題があった。したがって、従来の混色光源１１０は、混色の均一性を維持するために植物と十分な距離を確保する必要が生じ、ＬＥＤ光源としての利点を十分生かせないという課題があった。
【００７８】
これに対して、本実施形態の発光ダイオードランプ１０では、ＡｌＧａＩｎＰ系の発光層を用いた赤色ダイオード２０を用いるため、ＧａＩｎＮ系の青色発光ダイオード３０とほぼ同程度の光量子束を達成することができる。このため、上記Ｒ／Ｂ＞１の関係を満足するには、青色発光ダイオード１個に対して、赤色発光ダイオードが１個以上とすればよいため、１つの発光ダイオードランプのパッケージ内に赤色及び青色ＬＥＤを同時に搭載することができる。すなわち、本実施形態の発光ダイオードランプ１０は、混色の発光ダイオードとなる。
【００７９】
また、本実施形態の発光ダイオードランプ１０によれば、同一パッケージ内で隣接する赤色発光ダイオード２０と青色発光ダイオード３０との距離を容易に５ｍｍ以内とすることができる。したがって、発光ダイオードランプ１０を植物に近接させて使用した場合であっても、Ｒ／Ｂ比の均一性を維持することができる。
【００８０】
（植物育成用照明装置）
次に、上記発光ダイオードランプ１０を用いた照明装置の構成について説明する。
一般的に、照明装置とは、図示しないが、配線やスルーホール等が形成された基板と、基板表面に取り付けられた複数の発光ダイオードランプと、凹字状の断面形状を有し、凹部内側の底部に発光ダイオードランプが取り付けられるように構成されたリフレクター又はシェードとを少なくとも備えた照明装置をいう。
【００８１】
また、植物育成用の照明装置としては、図４に示すような態様の照明装置４０を例示することができる。
照明装置４０は、２以上の上述した発光ダイオードランプ１０と、光取り出し面４１ａを有する導光板４１とを備えて、概略構成されている。ここで、導光板４１を用いることにより、照射面積を拡大させることが可能となる。より具体的には、各発光ダイオードランプ１０は、導光板４１の側面４１ｂに、略等間隔となるように配置されている。また、導光板４１は、側面４１ｂから取り入れた発光ダイオードランプ１０の光を、光取り出し面４１ａから取り出し可能とされている。なお、各発光ダイオードランプ１０は、独立に制御可能とされている。
【００８２】
各発光ダイオードランプ１０を点灯させると、導光板４１の側面４１ｂに入射された光が光取り出し面４１ａから照射される。ここで、本実施形態の照明装置４０では、発光ダイオードランプ１０を略等間隔となるように配置しているため、光取り出し面４１ａの面内の照度はほぼ均一とすることができる。また、各発光ダイオードランプ１０は、上述したようにパッケージ内に赤色及び青色ＬＥＤを同時に搭載しているため、Ｒ／Ｂ比の均一性が良好である。したがって、本実施形態の照明装置４０によれば、導光板４１の光取り出し面４１ａの全体で、Ｒ／Ｂ比の均一性を維持することができる。
【００８３】
ここで、照明装置におけるＲ／Ｂ比の均一性の具体的な評価方法としては、例えば、照明装置の照射面の中心位置でのＲ／Ｂ比と、この中心位置から任意の距離だけ離れた１以上の位置でのＲ／Ｂ比と、を測定することにより比較評価することが可能である。
【００８４】
ところで、図１１に示すように、導光板４１を用いた従来の照明装置１４０では、４個の赤色発光ダイオードランプ１２０と、１個の青色発光ダイオードランプ１３０とが導光板４１の側面４１ｂに略等間隔となるように配置されている。しかしながら、本実施形態と異なり、各発光ダイオードランプが混色ではないため、導光板４１の光取り出し面４１ａの全体で、Ｒ／Ｂ比の均一性を維持することができないという問題が生じる。具体的には、図１１に示すように、導光板４１の側面４１ｂの略中央部分には青色発光ダイオードランプ１３０が配置されており、側面４１ｂの上側及び下側には赤色発光ダイオードランプ１２が配置されているため、各発光ダイオードランプを点灯させた場合に、光取り出し面４１ａの上下方向の中央部分では青色の光量子束Ｂに対する赤色の光量子束Ｒが不足する。一方、光取り出し面４１ａの上側部分及び下側部分では青色の光量子束Ｂに対する赤色の光量子束Ｒが過剰となってしまう。
【００８５】
これに対して、本実施形態の照明装置４０では、上述したように導光板４１の光取り出し面４１ａの全体で、Ｒ／Ｂ比の均一性を維持することができる。
また、本実施形態の照明装置４０では、各発光ダイオードランプ１０は、独立に制御可能とされているため、植物の生育面積に応じて発光ダイオードランプ１０の点灯個数を制御することができる。さらに、照明装置４０と植物との距離に応じて、発光ダイオードランプ１０の光量子束を調整することもできる。さらにまた、本実施形態の照明装置４０は、発光ダイオードランプ１０に印加する電流をパルス駆動とすることにより、植物の生育状態に応じて発光ダイオードランプ１０の点灯時間を調整することもできる。
【００８６】
上述したように、本実施形態の照明装置４０を用いることにより、植物の生育状態に応じて、照明装置４０の点灯個数、光量子束、印加電流、パルス駆動時間の１以上を組み合わせて制御しながら植物を育成することができる。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態の発光ダイオードランプ１０によれば、ピーク発光波長が６５５ｎｍ以上６７５ｎｍ以下の赤色発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂと、ピーク発光波長が４２０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色発光ダイオード３０Ａと、が同一のパッケージ内にそれぞれ１以上搭載されている。これにより、点灯回路の簡素化が可能となるため、高出力・高効率であって低コストの植物育成用の光源を提供することができる。
【００８８】
また、同一電流での赤色発光ダイオード２０（２０Ａ，２０Ｂ）の光量子束Ｒと青色発光ダイオード３０の光量子束Ｂとが、Ｒ＞Ｂの関係を満たすように構成されているため、植物の育成に好適な赤色と青色との強度比を維持したまま均一に照射することができる。
【００８９】
また、本実施形態の植物育成用照明装置４０によれば、植物育成用の多色発光ダイオードランプ１０が用いられているため、個々の発光ダイオード１０から直物の育成に最適な混色の光を供給することができる。また、上記発光ダイオード１０が略等間隔に配置されるとともに、独立に制御することができるため、多方向から光を供給できる照明装置の設計が容易となる。
【００９０】
また、照明装置４０によれば、植物の生育面積に応じて発光ダイオードランプ１０の点灯個数を調整することができるとともに、照明装置と植物との距離に応じて発光ダイオードランプ１０の光量子束を調整することができるため、低消費電力化を図ることができる。
【００９１】
さらに、発光ダイオードランプ１０に印加する電流をパルス駆動とした照明装置４０では、植物の生育状態に応じて発光ダイオードランプ１０の点灯時間を制御することができるため、低消費電力化を図ることができる。
【００９２】
更にまた、照明装置４０によれば、パッケージ内で混色される発光ダイオードランプ１０を用いているため、導光板４１を利用して均一発光の光源とすることができる。また、発光ダイオードランプ１０は、多色発光が可能であるため、導光板４１の側面４１ｂから取り入れた発光ダイオードランプ１０の光を、光取り出し面４１ａから取り出すエッジ型バックライト構造の照明装置４０とすることができる。
【００９３】
本実施形態の植物育成方法によれば、上記照明装置４０の点灯個数、光量子束、印加電流、パルス駆動時間を組み合わせて制御することができる。これにより、植物の生育状態に応じて、青色と赤色の光を最適なバランスで均一に照射することができる。
【００９４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明を適用した第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態の発光ダイオードランプ１０と異なる構成となっている。このため、本実施形態の発光ダイオードランプの構成については、第１の実施形態である発光ダイオードランプ１０と同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
【００９５】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態の発光ダイオードランプ２１０は、マウント基板２１１の表面に５つの発光ダイオード２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２３０Ａが搭載されて概略構成されている。
ここで、第１実施形態の発光ダイオードランプ１０では搭載された３つの発光ダイオード２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａが電気的に独立であるのに対して、本実施形態の発光ダイオードランプ２１０は、図５（ａ）及び図５（ｃ）に示すように、４つの赤色発光ダイオード２２０Ａ、２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ及び１つの青色発光ダイオード２３０Ａが電気的に直列となるように搭載されている。
【００９６】
具体的には、図５（ａ）に示すように、マウント基板２１１の表面には、複数の電極端子２１２ａ〜２１２ｇが設けられている。そして、電極端子２１２ｂ上には赤色発光ダイオード２２０Ａが、電極端子２１２ｃ上には青色発光ダイオード２３０Ａが、電極端子２１２ｄ上には赤色発光ダイオード２２０Ｂが、電極端子２１２ｅ上には赤色発光ダイオード２２０Ｃが、電極端子２１２ｆ上には赤色発光ダイオード２２０Ｄが、それぞれマウントされている。また、電極端子２１２ａは、マウント基板２１１の一端側に設けられた正極電極２１３と電気的に接続されている。さらに、電極端子２１２ｇは、マウント基板２１１の他端側に設けられた負極電極２１４と電気的に接続されている。
【００９７】
電極端子２１２ａと赤色発光ダイオード２２０Ａのｐ型オーミック電極（図示略）とが金線２１５ａによって接続されている。赤色発光ダイオード２２０Ａのｎ型オーミック電極と電極端子２１２ｂとが金線２１５ｂによって接続されている。
電極端子２１２ｂと青色発光ダイオード２３０Ａの正極電極（図示略）とが金線２１５ｃによって接続されている。青色発光ダイオード２３０Ａの負極電極と電極端子２１２ｃとが金線２１５ｄによって接続されている。
電極端子２１２ｃと赤色発光ダイオード２２０Ｂのｐ型オーミック電極（図示略）とが金線２１５ｅによって接続されている。赤色発光ダイオード２２０Ｂのｎ型オーミック電極と電極端子２１２ｄとが金線２１５ｆによって接続されている。
電極端子２１２ｄと赤色発光ダイオード２２０Ｃのｐ型オーミック電極（図示略）とが金線２１５ｇによって接続されている。赤色発光ダイオード２２０Ｃのｎ型オーミック電極と電極端子２１２ｅとが金線２１５ｈによって接続されている。
電極端子２１２ｅと電極端子２１２ｆとが金線２１５ｉによって接続されている。
電極端子２１２ｆと赤色発光ダイオード２２０Ｄのｐ型オーミック電極（図示略）とが金線ｊによって接続されている。赤色発光ダイオード２２０Ｄのｎ型オーミック電極と電極端子２１２ｇとが金線２１５ｋによって接続されている。
【００９８】
本実施形態の発光ダイオードランプ２１０によれば、正極電極２１３と負極電極２１４との間に順方向の電圧を印加することにより、電気的に直列となるように搭載された４つの赤色発光ダイオード２２０Ａ、２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ及び１つの青色発光ダイオード２３０Ａが全て点灯させることができる。一方、正極電極２１３と負極電極２１４との間に逆方向の電圧を印加した場合には、発光ダイオードランプ２１０は点灯することがない。
【００９９】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明を適用した第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１及び第２の実施形態の発光ダイオードランプ１０，２１０とは異なる構成となっている。このため、本実施形態の発光ダイオードランプの構成については、第１及び第２の実施形態である発光ダイオードランプ１０，２１０と同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
【０１００】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施形態の発光ダイオードランプ３１０は、マウント基板３１１の表面に５つの発光ダイオード３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ，３３０Ａ，３３０Ｂが搭載されて概略構成されている。
ここで、第１及び第２実施形態の発光ダイオードランプ１０，２１０が直流電源によって駆動するのに対して、本実施形態の発光ダイオードランプ３１０は、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、交流電源によって駆動可能とされている。
【０１０１】
具体的には、図６（ａ）に示すように、マウント基板３１１の表面には、複数の電極端子３１２ａ〜３１２ｇが設けられている。そして、電極端子３１２ｂ上には青色発光ダイオード３３０Ａが、電極端子３１２ｃ上には赤色発光ダイオード３２０Ｂが、電極端子３１２ｄ上には赤色発光ダイオード３２０Ａが、電極端３１２ｅ上には赤色発光ダイオード３２０Ｃが、電極端子２１２ｆ上には青色発光ダイオード３３０Ｂが、それぞれマウントされている。また、電極端子３１２ａは、マウント基板３１１の一端側に設けられた電極３１３と電気的に接続されている。さらに、電極端子３１２ｇは、マウント基板３１１の他端側に設けられた電極３１４と電気的に接続されている。
【０１０２】
本実施形態の発光ダイオードランプ３１０では、電極端子３１２ａと赤色発光ダイオード３２０Ａのｐ型オーミック電極（図示略）とが金線３１５ａによって接続されている。赤色発光ダイオード３２０Ａのｎ型オーミック電極と電極端子３１２ｄとが金線３１５ｂによって接続されている。
電極端子３１２ｄと赤色発光ダイオード３２０Ｂのｐ型オーミック電極とが金線３１５ｃによって接続されている。赤色発光ダイオード３２０Ｂのｎ型オーミック電極と電極端子３１２ｃとが金線３１５ｄによって接続されている。
電極端子３１２ｃと赤色発光ダイオード３２０Ｃのｐ型オーミック電極とが金線３１５ｅによって接続されている。赤色発光ダイオード３２０Ｃのｎ型オーミック電極と電極端子３１２ｇとが金線３１５ｆによって接続されている。
【０１０３】
また、本実施形態の発光ダイオードランプ３１０では、電極端子３１２ｇと青色発光ダイオード３３０Ｂの正極電極（図示略）とが金線３１５ｇによって接続されている。青色発光ダイオード３３０Ｂの負極電極と電極端子３１２ｆとが金線３１５ｈによって接続されている。
電極端子３１２ｆと青色発光ダイオード３３０Ａの正極電極とが金線３１５ｉによって接続されている。青色発光ダイオード３３０Ａの負極電極と電極端子３１２ａとが金線ｊによって接続されている。
【０１０４】
このように、本実施形態の発光ダイオードランプ３１０は、３つの赤色発光ダイオード３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃが電気的に直列に接続されており、電極３１３に正電圧、電極３１４に負電圧をかけた場合に点灯する。
同時に、本実施形態の発光ダイオードランプ３１０は、２つの青色発光ダイオード３３０Ａ，３３０Ｂが電気的に直列に接続されており、電極３１４に正電圧、電極３１３に負電圧をかけた場合、すなわち赤色発光ダイオードが点灯する際と逆向きの電流が流れる場合に点灯する。
【０１０５】
ところで、発光ダイオードは、通常直流電源で駆動しても、他の光源に比べて消費電力が小さいが、交流電源で駆動した方が、交流から直流への変換ロスを削減することができる。また、植物育成用の照明では、光による化学反応に時間がかかるため、光を照射する際は連続照射よりもパルス照射のほうが反応効率は良いとの報告もある。このため、光の強度が短時間で変化する交流電源による駆動は、省エネルギー化の効果が大きい。
【０１０６】
しかしながら、従来の混色光源（例えば、図１０に示す混色光源１１０）では、回路や配線が複雑になってしまうという問題があった。
これに対して本実施形態の発光ダイオードランプ３１０によれば、赤色発光ダイオード３２０と青色発光ダイオード３３０とを同一パッケージとし、それぞれ逆向きに配線することによって容易に交流駆動に対応させることができる。
【０１０７】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明を適用した第４の実施形態について説明する。本実施形態では、第３の実施形態の発光ダイオードランプ３１０とは異なる構成となっている。このため、本実施形態の発光ダイオードランプの構成については、第３の実施形態である発光ダイオードランプ３１０と同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
【０１０８】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、本実施形態の発光ダイオードランプ４１０は、マウント基板４１１の表面に４つの発光ダイオード４２０Ａ，４２０Ｂ，４２０Ｃ，４３０Ａが搭載されて概略構成されている。
ここで、第３実施形態の発光ダイオードランプ３１０は、赤色及び青色発光ダイオードがそれぞれ直列に接続されて交流電源によって駆動するのに対して、本実施形態の発光ダイオードランプ４１０は、図７（ａ）に示すように、全ての赤色発光ダイオードが並列に接続されて交流電源によって駆動可能とされている。４端子を別回路に接続すれば、青色、赤色を独立に制御可能である。
【０１０９】
具体的には、図７（ａ）に示すように、マウント基板４１１の表面は、４つの電極端子４１２ａ〜４１２ｄが設けられている。そして、各電極端子上にはそれぞれ発光ダイオードがマウントされている。すなわち、電極端子４１２ａ上には赤色発光ダイオード４２０Ａが、電極端子４１２ｂ上には青色発光ダイオード４２０Ａが、電極端子４１２ｃ上には赤色発光ダイオード４２０Ｂが、電極端４１２ｄ上には赤色発光ダイオード４２０Ｃが、それぞれマウントされている。また、マウント基板４１１の一端側には電極４１３Ａ及び電極４１３Ｂが設けられており、電極４１３Ａには電極端子４１２ａが、電極４１３Ｂには電極端子４１２ｂが、それぞれ電気的に接続されている。さらに、マウント基板４１１の他端側には電極４１４Ａ及び４１４Ｂが設けられており、電極４１４Ａには電極端子４１４ｃが、電極４１４Ｂには電極端子４１４ｄが、それぞれ電気的に接続されている。
【０１１０】
本実施形態の発光ダイオードランプ４１０では、電極端子４１２ｃと赤色発光ダイオード４２０Ａのｐ型オーミック電極（図示略）とが金線４１５ａによって接続されている。赤色発光ダイオード４２０Ａのｎ型オーミック電極と電極端子４１２ａとが金線４１５ｂによって接続されている。
電極端子４１２ｃと赤色発光ダイオード４２０Ｂのｐ型オーミック電極とが金線４１５ｃによって接続されている。赤色発光ダイオード４２０Ｂのｎ型オーミック電極と電極端子４１２ａとが金線４１５ｄによって接続されている。
電極端子４１２ｃと赤色発光ダイオード４２０Ｃのｐ型オーミック電極とが金線４１５ｅによって接続されている。赤色発光ダイオード４２０Ｃのｎ型オーミック電極と電極端子４１２ａとが金線４１５ｆによって接続されている。
【０１１１】
また、本実施形態の発光ダイオードランプ４１０では、電極端子４１２ｂと青色発光ダイオード４３０Ａの正極電極（図示略）とが金線３１５ｇによって接続されている。青色発光ダイオード４３０Ａの負極電極と電極端子４１２ｄとが金線４１５ｈによって接続されている。
【０１１２】
このように、本実施形態の発光ダイオードランプ４１０は、４つの発光ダイオード４２０Ａ，４２０Ｂ，４２０Ｃ，４３０Ａが電気的に並列に接続されている。したがって、発光ダイオードランプ４１０は、電極４１３Ａ及び電極４１３Ｂに正電圧をかけた場合に、青色発光ダイオード４３０Ａのみが点灯する。これに対して、電極４１４Ａ及び電極４１４Ｂに正電圧をかけた場合には、赤色発光ダイオード４２０Ａ，４２０Ｂ，４２０Ｃのみが点灯する。
【０１１３】
本実施形態の発光ダイオードランプ４１０によれば、第３実施形態の発光ダイオードランプ３１０と同様に交流駆動およびパルス駆動による省エネルギー化が可能であるとともに、各発光ダイオードが独立に接続されていることにより高輝度化を図ることができる。
【０１１４】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明を適用した第５の実施形態について説明する。本実施形態では、第１乃至第４の実施形態の発光ダイオードランプとは異なる構成となっている。このため、本実施形態の発光ダイオードランプの構成については、第１乃至第４の実施形態である発光ダイオードランプと同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
【０１１５】
図８に示すように、本実施形態の発光ダイオードランプ５１０は、マウント基板５１１の表面に３つの発光ダイオード５２０Ａ，５２０Ｂ，５３０Ａが搭載されて概略構成されている。
ここで、第２乃至第４の実施形態の発光ダイオードランプでは、一対の電極がマウント基板を介して対向配置となるように設けられているのに対して、本実施形態の発光ダイオードランプ５１０は、図８に示すように、一対の電極５１３，５１４がマウント基板５１１のいずれかの一端側に並べて設けられている。
【０１１６】
具体的には、図８に示すように、マウント基板５１１の表面は、４つの電極端子５１２ａ〜５１２ｄが設けられている。そして、電極端子５１２ｂ上には赤色発光ダイオード５２０Ａが、電極端子５１２ｃ上には青色発光ダイオード５３０Ａが、電極端子５１２ｄ上には赤色発光ダイオード５２０Ｂが、それぞれマウントされている。また、マウント基板５１１の一端側に正極電極５１３及び負極電極５１４が設けられている。正極電極５１３には電極端子５１２ａが、負極電極５１４には電極端子５１２ｄが、それぞれ電気的に接続されている。
【０１１７】
本実施形態の発光ダイオードランプ５１０では、電極端子５１２ａと赤色発光ダイオード５２０Ａのｐ型オーミック電極（図示略）とが金線５１５ａによって接続されている。赤色発光ダイオード５２０Ａのｎ型オーミック電極と電極端子５１２ｂとが金線５１５ｂによって接続されている。
電極端子５１２ｂと青色発光ダイオード５３０Ａの正極電極とが金線５１５ｃによって接続されている。青色発光ダイオード５３０Ａの負極電極と電極端子５１２ｃとが金線５１５ｄによって接続されている。
電極端子５１２ｃと赤色発光ダイオード５２０Ｂのｐ型オーミック電極とが金線５１５ｅによって接続されている。赤色発光ダイオード５２０Ｂのｎ型オーミック電極と電極端子５１２ｄとが金線５１５ｆによって接続されている。
【０１１８】
このように、本実施形態の発光ダイオードランプ５１０は、３つの発光ダイオード５２０Ａ，５２０Ｂ，５３０Ａが電気的に直列に接続されている。したがって、発光ダイオードランプ５１０は、正極電極５１３に正電圧をかけた場合に、全ての発光ダイオード５２０Ａ，５２０Ｂ，５３０Ａが点灯する。
【０１１９】
本実施形態の発光ダイオードランプ５１０によれば、一対の電極５１３，５１４がマウント基板５１１のいずれかの一端側に並べて設けられているため、例えば、図４に示すような態様の照明装置４０のようなサイドビュー型（エッジ型）のバックライトに好適に用いることができる。
【０１２０】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明を適用した第６の実施形態について説明する。本実施形態では、第５の実施形態の発光ダイオードランプとは異なる構成となっている。このため、本実施形態の発光ダイオードランプの構成については、第５の実施形態である発光ダイオードランプと同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
【０１２１】
図９に示すように、本実施形態の発光ダイオードランプ６１０は、マウント基板６１１の表面に３つの発光ダイオード６２０Ａ，６２０Ｂ，６３０Ａが搭載されて概略構成されている。
ここで、第５実施形態の発光ダイオードランプ５１０では、３つの発光ダイオード５２０Ａ，５２０Ｂ，５３０Ａが電気的に直列に接続されているのに対して、本実施形態の発光ダイオードランプ６１０は、図９に示すように、３つの発光ダイオード６２０Ａ，６２０Ｂ，６３０Ａが電気的に独立（並列）に接続されている
【０１２２】
具体的には、図９に示すように、マウント基板６１１の表面は、４つの電極端子６１２ａ〜６１２ｄが設けられている。そして、電極端子６１２ａ上には赤色発光ダイオード６２０Ａが、電極端子６１２ｂ上には青色発光ダイオード６２０Ａが、電極端子６１２ｃ上には赤色発光ダイオード６２０Ｂが、それぞれマウントされている。また、マウント基板６１１の一端側には、３つの正極電極６１３Ａ〜６１３Ｃ及び負極電極６１４が設けられている。正極電極６１３Ａには電極端子６１２ａが、正極電極６１３Ｂには電極端子６１２ｂが、正極電極６１３Ｃには電極端子６１２ｃが、負極電極６１４には電極端子６１２ｄが、それぞれ電気的に接続されている。
【０１２３】
本実施形態の発光ダイオードランプ６１０では、電極端子６１２ａと赤色発光ダイオード６２０Ａのｐ型オーミック電極（図示略）とが金線６１５ａによって接続されている。赤色発光ダイオード６２０Ａのｎ型オーミック電極と電極端子６１２ｄとが金線６１５ｂによって接続されている。
電極端子６１２ｂと青色発光ダイオード６３０Ａの正極電極とが金線６１５ｃによって接続されている。青色発光ダイオード６３０Ａの負極電極と電極端子６１２ｄとが金線６１５ｄによって接続されている。
電極端子６１２ｃと赤色発光ダイオード６２０Ｂのｐ型オーミック電極とが金線６１５ｅによって接続されている。赤色発光ダイオード６２０Ｂのｎ型オーミック電極と電極端子６１２ｄとが金線６１５ｆによって接続されている。
【０１２４】
このように、本実施形態の発光ダイオードランプ６１０は、３つの発光ダイオード６２０Ａ，６２０Ｂ，６３０Ａが電気的に独立（並列）に接続されている。したがって、発光ダイオードランプ６１０は、正極電極６１３Ａ〜６１３Ｃに正電圧をかけた場合に、全ての発光ダイオード６２０Ａ，６２０Ｂ，６３０Ａが点灯する。
【０１２５】
本実施形態の発光ダイオードランプ６１０によれば、電極６１３Ａ〜６１３Ｃ及び電極６１４がマウント基板６１１のいずれかの一端に並べて設けられているため、第５実施形態の発光ダイオードランプ５１０と同様にサイドビュー型（エッジ型）のバックライトに好適に用いることができる。また、各発光ダイオード６２０Ａ，６２０Ｂ，６３０Ａが独立（並列）に接続されているため、各発光ダイオード６２０Ａ，６２０Ｂ，６３０Ａの輝度を高めることができる。
【実施例】
【０１２６】
以下、本発明の効果を、実施例を用いて具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【０１２７】
本実施例では、本発明に係る多色発光ダイオードランプ及び植物育成用照明装置を作製した例を具体的に説明する。また、本実施例で作製した発光ダイオードは、ＡｌＧａＩｎＰ発光部を有する赤色発光ダイオード及びＧａＮ発光部を有する青色発光ダイオードである。【０１２８】
（実施例１）
実施形態の発光ダイオードチップを用いて、図１に示した発光ダイオードランプを作製し、光量子束［μｍｏｌ・ｓ−１］等の光学特性を評価した。
図１は、発光素子パッケージの構成の一例を示した図である。図２に記載の赤色発光ダイオードチップを２個（２０Ａ、２０Ｂ）、図３に記載の青色（３０Ａ）発光ダイオードを１個搭載している。パッケージ１０のサイズは、約３．５ｍｍ×２．８ｍｍ、厚さ１．８ｍｍである。赤色発光ダイオードチップは、ＧａＰ基板を貼り付けたＡｌＧａＩｎＰ発光層を有し、ピーク波長６６０ｎｍである。青色発光ダイオードチップは、サファイア基板に成長したＩｎＧａＮ発光層で、波長４５０ｎｍで発光する。  【０１２９】
このパッケージ１０は、平面状に形成された開口部に凹部が形成された樹脂容器の中に搭載部（金属）に搭載された３個のチップ２０Ａ、２０Ｂ、３０Ａを備えている。  【０１３０】
樹脂容器の側面に６個のリード端子を有する（図なし）。これにより、各発光ダイオードを独立に点灯できる。リード端子は、搭載部と接続されている。容器部は、反射率の高い白色顔料が含有された熱可塑性樹脂（以下の説明では白色樹脂と呼ぶ）を射出成型することによって形成されている。
また、ハンダリフローなどの温度がかかる工程に対応できるよう、白色樹脂は、耐熱性が十分考慮された材質が選定されている。基材となる樹脂としてはＰＰＡ（ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）を用いた。  【０１３１】
樹脂容器に設けられる凹部から立ち上がる壁面により、発光ダイオードチップから発光する光を半値角３０度に集光する。【０１３２】
半導体発光素子チップ２０Ａ，Ｂ、３０Ａは、搭載部に、シリコーン樹脂からなるダイボンド剤で接着され、固定されている。このとき、チップ間隔は、約０．５ｍｍである。
そして、発光素子パッケージ１０は、図１（ａ）に示すように、発光ダイオードチップの各電極と各端子部をボンディングワイヤ１５により接続されている。          【０１３３】
ここで、搭載部は、０．４ｍｍ程度の厚みをもつ金属板であり、銅合金等の金属をベースとし、その表面には銀メッキが施されることによって反射率を高めている。すなわち、搭載部は熱伝導性、反射に優れた金属で構成されている。【０１３４】
パッケージは、凹部を埋めるように、透明なシリコーン樹脂により封止され、植物育成用ランプを作製した。
光量子束は、３個のチップに各２０ｍＡ流したとき、本ランプから取り出される光を集め実測した。赤色（ピーク波長＝６６０ｎｍ）の光量子束０．１７７［μｍｏｌ・ｓ−１］、青色（ピーク波長＝４５０ｎｍ）の光量子束０．０６５［μｍｏｌ・ｓ−１］であった。Ｒ（赤）とＢ（青）の比は、約２．７であった。【０１３５】
（実施例２）
実施例１と相違点は、上下通電タイプの発光ダイオードチップを用いて、図８に示したサイドビュー型の発光ダイオードランプを作製し、光量子束［μｍｏｌ・ｓ−１］を評価した。
赤色発光ダイオードチップは、公知の基板貼り付け型の反射構造である。６６０ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ発光層を含むエピ層に、銀合金の金属反射層を有するシリコン基板を貼り付けた構造のチップを使用した。このチップは、上面と裏面（シリコン基板）に電極を有する。（図略）
一方、青色発光ダイオードチップは、公知のｎ型のＳｉＣ基板にエピタキシャル成長した４５０ｎｍのＩｎＧａＮ発光層を有する構造の素子を使用した。このチップは、上面と裏面（ＳｉＣ基板）に電極を有する上下に通電する構造である。パッケージの材質、搭載部の金属材料は、実施例１と同じであるが、形状は、図８のような形状で、チップを直列に３個搭載する。パッケージのサイズは、３ｍｍ×１．４ｍｍで、厚さは、０．８ｍｍである。
発光素子チップは、搭載部に、導電性の接着剤である銀ペーストからなるダイボンド剤で固定され、裏面電極と、搭載部が電気的に接続された。このとき、チップ間隔は、約０．４ｍｍである。
そして、発光素子パッケージ５１０は、図８に示すように、赤と青のチップを配置した。発光ダイオードチップの表面電極と各端子部をボンディングワイヤ５１５により接続されている。赤色の表面電極は、ｎ型、青色の表面電極はｐ型であるので、極性を考慮し、３個のチップを直列に配線した。【０１３６】
ここで、搭載部は、０．４ｍｍ程度の厚みをもつ金属板であり、銅合金等の金属をベースとし、その表面には銀メッキが施されることによって反射率を高めている。すなわち、搭載部は熱伝導性、反射に優れた金属で構成されている。【０１３７】
パッケージは、凹部を埋めるように、透明なシリコーン樹脂により封止され、植物育成用ランプを作製した。
光量子束は、３個のチップに各２０ｍＡ流したとき、本ランプから取り出される光を集め実測した。赤色（ピーク波長＝６６０ｎｍ）の光量子束０．１３［μｍｏｌ・ｓ−１］、青色（ピーク波長＝４５０ｎｍ）の光量子束０．０６２［μｍｏｌ・ｓ−１］であった。Ｒ（赤）とＢ（青）の比は、約２．１であった。【０１３８】
（実施例３）
図１に示した発光ダイオードランプ（半値角３０度）を用いて、植物育成用の小型照明パネルを作製し、光量子束［μｍｏｌ・ｓ−１］及び混色の均一性の光学特性を評価した。【０１３９】
照明パネルは、図１０に示したランプの位置と同じ位置に、赤色ＬＥＤ２個と青色ＬＥＤ１個を同一パッケージに搭載したランプをはんだ付けにより固定した。
パネルのサイズは１２ｃｍの正方形、ランプの間隔は４ｃｍとし、パネルの端から２ｃｍの位置にコーナーのランプを９個配置した。
そして、前記ランプの３個のＬＥＤに２０ｍＡを流し、植物育成されるパネルの下方向２０ｃｍの位置における光学特性、すなわち、光量子束密度及び混色の均一性を評価した。
なお、光量子束は、各ＬＥＤに２０ｍＡ流したとき、１個のランプから取り出される光を集め実測した。赤色の光量子束０．１７７［μｍｏｌ・ｓ−１］、青色の光量子束０．０６５［μｍｏｌ・ｓ−１］であった。ＲとＢの比は、約２．７であった。ＬＥＤを各１個とした時で、ＲとＢの比は、約１．３５であった。
また、照明パネルの混色の均一性は、パネルから２０ｃｍ離れた面におけるパネル中心Ｃ（０，０）と、中心からＸ方向３ｃｍ、Ｙ方向３ｃｍの位置Ａ（３，３）と、の２点光量子束密度を比較した。結果を表１に示す。
この時、投入電力は、１．２６Ｗであった。【０１４０】
（実施例４）
図８に示した発光ダイオードランプ（半値角３０度）を用いて、植物育成用のエッヂ型の小型照明パネルを作製し、光量子束［μｍｏｌ・ｓ−１］及び混色の均一性の光学特性を評価した。【０１４１】
照明パネルは、図４に示したランプの位置と同じ位置に、赤色ＬＥＤ２個と青色ＬＥＤ１個を同一パッケージに搭載したランプをはんだ付けにより固定した。
光量子束は、各ＬＥＤに２０ｍＡ流したとき、１個のランプから取り出される光を集め実測した。赤色の光量子束０．１９５［μｍｏｌ・ｓ−１］、青色の光量子束０．０７２［μｍｏｌ・ｓ−１］であった。ＲとＢの比は、約２．７であった。ＬＥＤを各１個とした時で、ＲとＢの比は、約１．３５であった。
パネルのサイズは１２ｃｍの正方形で、ランプの間隔は２ｃｍとし、パネルの端から２ｃｍの位置に、５個配置した。
ランプの搭載個数を考慮して、各ＬＥＤに３６ｍＡを流し、植物育成されるパネルの下方２０ｃｍの位置における光学特性を評価した。結果を表１に示す。
この時、投入電力は、１．３７Ｗであった。【０１４２】
（比較例１）
パネル中心に青色の５φの砲弾型ランプ（半値角：３０度）を配置し、青色ランプの周辺に半値角１５度の赤色ランプを８個配置した。ここで、赤色ＬＥＤは、従来のＡｌＧａＡｓ発光層のＬＥＤである。
パネルのサイズは６ｃｍの正方形、ランプの間隔は２ｃｍとし、パネルの端から１ｃｍの位置にコーナーのランプを配置した。この６ｃｍ角のパネルを４枚つなぎ合わせて、１２ｃｍの小型照明パネルを作製した。
そして、青色ＬＥＤ４個、赤色ＬＥＤ３２個の各ＬＥＤに４０ｍＡを流し、植物育成されるパネルの下方２０ｃｍの位置における光学特性を評価した。結果を表１に示す。
この時、投入電力は、３．３５Ｗであった。【０１４３】
【表１】
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【０１４４】
表１に示すように、比較例１の照明パネルに対して実施例３及び実施例４の照明パネルは、照明パネルの照射エリアの中心位置Ｃ点及びこの中心位置から離れたＡ点を比較した結果、光量子束密度の赤色・青色の比（Ｒ／Ｂ比）が均一であることを確認した。【０１４５】
具体的には、比較例１の照明パネルは、照射エリアの中心位置におけるＲ／Ｂ比が３．６であるのに対して、この中心位置から離れたＡ点におけるＲ／Ｂ比が２．６であり、照明パネルの照射面内における混色の均一性が低いことを確認した。
これに対して、実施例３及び実施例４の照明パネルでは、照射エリアの中心位置におけるＲ／Ｂ比と、中心位置から離れたＡ点におけるＲ／Ｂ比と、が同じ値であり、混色の均一性が高いことを確認した。
また、本発明は、比較例に対し、投入電力が小さく、省エネルギー照明であることが、実証された。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明の発光ダイオードランプ及び照明装置は、特に、植物育成用途の光源として利用できる。
【符号の説明】
【０１４７】
１０・・・発光ダイオードランプ（植物育成用の多色発光ダイオードランプ）１１・・・マウント基板１２・・・ｎ電極端子１３・・・ｐ電極端子１４・・・反射壁１５・・・金線１６・・・封止材２０・・・赤色発光ダイオード（第１の発光ダイオード）２１・・・化合物半導体層２２・・・機能性基板２３・・・ｎ型オーミック電極２４・・・ｐ型オーミック電極２５・・・発光部２５Ａ・・・下部クラッド層２５Ｂ・・・発光層２５Ｃ・・・上部クラッド層２６・・・電流拡散層２７・・・接続層３０・・・青色発光ダイオード（第２の発光ダイオード）３１・・・基板３２・・・ｎ型半導体層３３・・・発光層３４・・・ｐ型半導体層３５・・・半導体層３６・・・正極３７・・・負極３８・・・接続層４０・・・照明装置（植物育成用照明装置）４１・・・導光板４１ａ・・・光取り出し面４１ｂ・・・側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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